科学家开发出利用纳米粒子和光杀死肿瘤细胞的
时间:2017-12-07

  科学网 - 科学家已经开发出一种使用纳米粒子和光来杀死肿瘤细胞的新方法

  文字说明:量子点在细胞内的分布,偶联物被细胞非特异性吸收 - 在黑暗中孵育2天后的显微镜图像

  说明:原理图显示了能量如何从X射线转移到杀死肿瘤细胞的组,即单线态氧基团

  最近,弗吉尼亚大学的医学物理学家开发了一种使用纳米粒子和光线杀死肿瘤细胞的新方法。弗吉尼亚大学放射肿瘤学讲师Wensha Yang及其同事Ke Sheng,Paul W. Read,James M. Larner和Brian P. Helmke设计的这种方法使用量子点。量子点是半导体纳米结构,直径为250亿分之一米,将电子限制在三维空间中,并在暴露于紫外线时发光。

  杨和她的同事们发现,当暴露于兆伏级X射线(例如用于癌症放射治疗的X射线)时,量子点发光。这组科学家意识到,这种性质使得量子点成为用光活化化合物治疗癌症疗法的理想介质。

  一种名为Photofrin的化合物是目前FDA批准的唯一一种光敏剂。 Photofrin被癌细胞吸收,在暴露于光后激活,然后杀死癌细胞。目前正在用于治疗特定类型的晚期肿瘤,但是Yang和她的同事发现,将Photofrin和量子点相结合可以创造杀死甚至是深度癌细胞的有效方法。在用高剂量的辐射照射之后,这些量子点具有荧光特性,然后发光。这种光触发Photofrin杀死癌细胞,到目前为止,这个过程只能在培养的癌细胞中研究,理论上它也可以在外部光源的照射下在人体深处的肿瘤中起作用。

  为了防止正常组织受到这种治疗的影响,Photofrin结合物的这种量子点的毒性仅在施加辐射时才被激活。此外,待治疗的区域以保形辐射为目标,其被精确地释放到肿瘤的三维轮廓中,并且仅有最少量的辐射溢出到周围的健康组织中。杨说,结果是在肿瘤边界以外辐射剂量较低的地区,这种药物的毒性也较小。在对人肺癌细胞的实验中,与单独的辐射相比,这个过程使存活的肿瘤细胞的数量减少到约一半至六分之一。但它对附近的细胞只有极小的毒性。

  Yang于2008年7月29日在美国医学物理学家协会(AAPM)第50届年会上介绍了这种技术。她在会上发表了题为“半导体纳米粒子从单一线路从兆伏级辐射到肿瘤细胞的演讲”。 AAPM是世界上最大的医学物理学协会。会议于7月27日至7月31日在美国德克萨斯州休斯顿举行。